[发明专利]一种矿井水资源化处理方法

说明书

本发明公开了一种矿井水资源化处理方法，涉及废水处理领域，目的在于解决采用反渗透法单独对高矿化度矿井水进行处理时，存在能耗高、易堵塞的问题。本发明科学调控离子平衡，使工艺性能更加稳定，有效延缓了反渗透膜污染；通过对SiO₂的去除，从根本上解决了膜流道结垢堵塞问题；在高级氧化工艺段在去除有机物、破除胶体的同时实现了消毒灭活过程，并避免了氯离子的引入。本发明中，废水回用率99%以上，能实现废水零排放，提高固废和副产物资源化利用价值，Na₂SO₄纯度达到99%以上，易于综合利用。进一步，本发明灵活性强，能实现废水梯度净化、分质利用，最大程度地降低废水资源化利用成本，具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体为一种矿井水资源化处理方法。更具体地，其提供一种用于高矿化度矿井水资源化处理的方法，及用于该方法的装置，其能适用于高硫酸盐、高永久性硬度水的矿井水，实现梯度净化、分质利用，最大程度地降低废水资源化利用成本。

背景技术

煤矿矿井水依据其中有害物质不同，可以分为含悬浮物矿井水、酸性矿井水、含特殊有害元素矿井水及高矿化度矿井水。其中，高矿化度矿井水是指含有大量的无机盐的矿井水。而我国煤矿中约有40％的矿井水中含有大于1000mg/L的溶解性盐类，部分矿井能达到2000mg/L以上，当其作为居民生活用水、井下消防用水、锅炉补给水、农业灌溉用水时，远远超过了国家所规定的标准，因此，该类废水的关键环节在于盐的去除。

目前，在对高矿化度矿井水进行处理时，通常先对废水进行混凝、沉淀和过滤的预处理，再进行深度处理。常用的深度处理方法包括电渗析法、离子交换法、蒸馏法、反渗透法。

其中，电渗析法是指，在外加直流电场力的作用下，利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，使溶质和溶剂分离的一种物理化学过程。电渗透法对钙、镁、氯化物等溶解性无机盐类的去除率达75％—93％，能满足矿井水淡化需求。但电渗析法对硅的去除基本无作用，对SO₄^2-去除率很难超过65％。因此，电渗透发不适用于硫酸盐型矿井水，对于含硅的废水应加强预处理。

离子交换法是用离子交换剂上的离子和水中离子进行交换，而去除水中其它离子的方法，通过离子交换可以制取软化水、脱盐水和纯水。采用离子交换法脱盐时，流程中既要有阳离子交换器，又要有阴离子交换器。离子交换法去除离子种类多，生产过程稳定，可浓缩回收有用物质，设备简单，操作控制容易，在处理中、低含盐量水有优势。但当进水总含盐量较高时，采用离子交换法的成本较高，并且离子交换树脂工艺还会产生大量废酸废碱液，导致环境污染。

蒸馏法是海水淡化工业中成熟的技术。而从热源价格方面考虑，用蒸馏法处理含盐量在3000mg/L以下矿井水成本较高，并且难以分离各种盐分。所以，蒸馏法很少单独应用于高矿化度矿井水脱盐，往往需要配合其它浓缩工艺。

反渗透法是借助于半透膜，在压力作用下，进行物质分离的方法，其能有效地去除水中的无机盐、低分子有机物、病毒和细菌。目前，反渗透膜与组件的生产已相当成熟，膜的脱盐率高于99.3％，透水通量增加，抗污染和抗氧化能力不断提高。近几年来，反渗透技术越来越来受到广泛应用，其技术成熟、成本低的特点已逐渐取代电渗析法。然而，单独采用反渗透工艺不仅能耗高，易堵塞，而且不能得到纯的盐分。

为此，迫切需要一种新的方法和装置，用以解决上述问题。

发明内容